灌注桩在水利工程中的应用

郭辉　郭凤英

摘 要：文章主要针对目前水利工程施工中有关灌注桩的施工进行了探讨，并针对相关施工工艺进行了分析，着重对控制灌注桩施工质量展开了论述，结合工程实例证实在水利水电工程中使用灌注桩可以收到良好的效果。

关键词：水利工程；灌注桩；技术；工艺

水利工程施工中混凝土构筑物主要施工方法有两种，一种是水上进行拌合物的拌制，在水下进行灌注；另一种则是水上进行胶凝材料的拌制在水下对骨料通过压力灌浆的方式予以预填，该种方法目前主要有自流灌注、加压灌注两种。随着科技的发展，混凝土灌注技术向着更加多元化方向发展。在水利工程中水下混凝土施工的结构越来越多，规模越来越大，正是这种施工方式的普及应用使得混凝土灌注桩的应用更加多元化。

1 钻机的准备

在进行钻孔前应当对施工场地进行平整，若施工区域为深水区或者淤泥层，那么则应当搭建钻机所需要的工作平台。另外还应当建立起符合整体结构物的子控制网，从而有利于测量。此外还需在施工前对施工桩位进行提前虚拟放样，并从另一测量站予以复核。在安装钻机过程中，应当注意保证三点一垂线，且钻机平稳、固定，以此保证钻进桩孔的位置、垂度符合施工需要，在钻机安装完毕后还需要进行水平、垂度的校验。由于施工节奏快，钻机安装若不达标，在开钻后很快就会产生各类施工问题，一旦出现问题，则应当立刻停钻，对钻机进行调整，避免成孔倾斜状况的发生。

2 泥浆的调制

通过不断的实践可以看出，泥浆的好坏直接影响了钻孔灌注桩施工的总体质量，因此必须严格进行控制。自然造浆是施工常用的方式，若实际需要则可以采用人工造浆的方式，依照一定的比例将粘土、水以及添加剂加以混合。施工过程中应当注意各项泥浆指标必须符合施工需要，尤其在粘度以及比重两项是影响泥浆质量的基础要件。若泥浆比重超过规定范围，那么钻进速度将会受到影响，还会对孔壁泥皮厚度造成影响。若泥浆比重不达标，那么护壁性能则会相对较差，容易发生坍孔问题。而泥浆品质的调节则需要现场管理水平以及管理经验，关键点在于是否能够及时对泥浆池沟沉淀物进行及时清理。如果没有专职劳动力，且排浆设备出现故障，废浆运输不达标，那么就无法对泥浆品质进行调节，甚至有时还会因泥浆淤满而导致沉淀物回灌，影响灌注桩孔的施工。

3 钻进

钻进注意事项主要包括以下几点：首先为快速原则。灌注桩的施工时间越短施工质量越容易保障，但依照实际情况，应当放慢施工的孔必须进行放慢。例如开孔时需要放慢钻进速度，避免出现孔斜现象，等到导向部位全部钻進时可以全面加速。又如在淤泥土层钻进也不能过快，这是因为内淤泥涂层钻进过快容易出现螺旋形孔。其次，依照实际钻进状况可以适当调整泥浆循环量，主要依照地层、钻进速度进行确定。如果进尺快但泵量小，那么泥浆中泥块沉渣含量必定多，且泥浆粘稠，成孔质量容易受到影响。如果钻进地层容易坍塌且松软，那么若泵量以及压力过大，则会导致坍孔。再者，若因故停钻，则应当确保孔内水位以及泥浆的粘度比重在规定范围内。对孔内事故进行处理以及停钻时则应当将钻头提出。最后，完成钻孔时，应当对孔径、孔深以及斜度进行测量，从而保证桩孔达到施工标准需求。

4 清孔

施工所需要的灌注泥浆比重必须达到规定需要，因此施工过程中需要采用两次清孔以保证灌注所需泥浆可以达到规定需要。首次清孔为钻进达到设计深度后，使用钻具进行清孔，即首次换浆清孔。首次清孔是灌注桩桩基质量能否达到技术要求的基础，必须予以重视。由于首次清孔的冲击力以及吸力都很大，因此清孔能力相对较强，能够将孔中大部分沉渣清除干净，较大的泥浆、沉渣都能够在此次清孔中返出孔外。而第二次清孔由于用具为粗界面导管，因此其冲击力以及犀利相对于首次清孔都相对较小，效果不显著。所以首次清孔必须清到没有大块泥浆为止。第二次清孔采用粗界面导管，需要在下完导管以及钢筋笼后进行，主要目的是清除下导管以及钢筋笼过程中产生的泥浆沉淀以及泥块沉渣。需要注意的是，清孔时，必须控制孔内水头，从而避免清孔过程中出现坍孔问题。清孔完毕后，从孔底取样，对孔底泥浆进行指标检验。另外，严禁使用增加钻孔深度的方式代替清孔。

5 钢筋笼的应用

热轧钢筋是钻孔灌注桩施工中使用较为广泛的材料，其施工时应当注意焊接材质必须符合国家强制标准。在进行钢筋笼的制作中应当注意，设计直径尺寸必须符合要求；每节钢筋笼应当<10m，且不得短于5m。另外应当注意应用法兰接头时最下面主筋应当向外张开，从而避免法兰导管挂钩导致钢筋笼上浮。所有钢筋笼制作好后应当进行严格管理，平卧对方至干净平整的场所中，最高堆高为两层。

6 水下灌注

在设计过程中，混凝土强度等级被徐符合工程需要，工程施工采用的水泥、砂料等都需要符合国家标准，现场所使用的商品混凝土必须经过严格的质量检验。水下灌注需要注意：

（1）在进行水下灌注施工前，需要对桩底泥浆指标以及衬垫层厚度进行监测，一旦发现不符合标准要求，则需要进行再次清孔。

（2）当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管。若需提高0.5m-1m以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，减小导管在混凝土的埋深，使动力重新大于阻力。

（3）导管埋深同样会影响施工质量，过深过浅都容易发生事故。过深容易断桩，过浅则容易发生翻孔，致使沉渣泥浆卷入，导致桩体这段，发生事故，所以在进行灌注的过程中应当勤提勤拆，以保证水下灌注质量。

7 工程实例

以某水利工程作为实例进行分析，该项工程的地基相对较为特殊，由于滨海，因此其基层土主要由冲海相砂土以及海湾相软土构成，因此地基稳固性较差，且土层含水量高，地下水水位也相对较高。该类地层地质特点较为突出，其土体形成时间相对较晚，结构相对较差。由于含有大量砂石，因而地层不稳定。且其深处含有抛石，因此桩基施工在此类地层中较为困难。经过研究，施工方最终确定采用冲击成孔法进行灌注桩施工。

该项工程工共使用129根钻孔桩，其中有120根规格为1.5m，其余9根规格则为1.8m，对其进行检测，结果可以看出：钻孔取芯得到的混凝土强度以及沉渣强度等级在规范要求范围内，符合标准。后又利用数字化超声波检测仪对灌注桩进行检测，主要针对桩体的均匀性以及混凝土结构是否存在缺陷等进行检测，从而将桩体分成以下四类：Ⅰ类桩：无缺陷，完整性评定为完整，合格；Ⅱ类桩：局部小缺陷，完整性评定为基本完整，合格；Ⅲ类桩：局部严重缺陷，完整性评定为局部不完整，不合格，经工程处理后可使用；Ⅳ类桩：断桩等严重缺陷，完整性评定为严重不完整，不合格，报废或通过验证确定是否加固使用。通过检测结果可以看出，Ⅰ类桩占90%以上，无Ⅲ、Ⅳ类桩。

8 结束语

在目前的水利工程施工中，冲击成孔在灌注桩的应用中较为普遍，但还是存在诸多质量问题。为了保证灌注施工质量，在桩型的选定前，设计人员以及勘查人员应当充分进行论证，确定施工方案。施工人员应当在施工前对施工中可能出现的问题设定相应的预案。此外，现场混凝土浇筑时，监理人员必须到场监督，若现场需要，还需要到井下进行监督、验收。保证施工过程中各个岗位各司其职，对施工中出现的质量问题进行检测，发现工程缺陷，及时处理，确保灌注桩的质量。

参考文献

[1]张犟.浅谈水利工程中灌注桩的应用[J].山西水利.2009，6.

[2]李秀荣.浅谈水利施工中专控专注装技术的应用[J].科技创新与应用，2014.